Vor mehr als 270 Millionen Jahren war das gefaltete Grundgebirge, bestehend aus Diabas, Schiefer und Grauwacke, die Erdoberfläche. Durch Erosion (Erdabtragung durch klimatische Einflüsse) setzte sich in den Mulden und Tälern das Rot- oder Weißliegende ab. Später senkte sich der Mitteleuropäische Raum von England bis nach Polen, und im Süden bis an das Erzgebirge, weit unter den Meeresspiegel ab. Dadurch bildete sich in Mitteleuropa das so genannte Zechsteinmeer. Auf dem Boden dieses flachen Binnenmeeres setzten sich übereinander die folgenden Schichten ab:

Der Kupferschiefer, der Zechsteinkalk und der Werraanhydrit. Nach der Ablagerung dieser Schichten kam es zu starken Bewegungsvorgängen in den oberen Erdschichten, evtl. verursacht durch die Anhebung des zuvor abgesunkenen Mitteleuropäischen Gebietes. Dabei kam es zur Bildung von weit durchschlägigen Rissen im Gebirgskörper. Dadurch verschoben sich große Gebirgsschollen gegeneinander und bildeten großtektonische Verwürfe. Später bildete sich durch Erosion die heutige Form der Erdoberfläche (Höllental, Bilstein, Iberg usw.).

Der Schwerspatgang ist ein ehemaliger offener Erdspalt (entstanden durch Erdbeben oder Vulkanismus), der sich durch aufsteigende mineralhaltige Wässer und Dämpfe von hoher Temperatur (vermutlich 300 Grad Celsius) aus dem Erdinneren füllte. Durch sinkende Temperaturen und Absinken des Druckes kam es zur Verfestigung und Kristallisation der Mineralien. Auf diese Weise entstand der Schwerspatgang (hydrothermale Entstehung).

Bei einer Lufttemperatur von 10 Grad Celsius und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90-95% ist die Atemluft nahezu staubfrei. Der Besucher kann frei durchatmen, ohne dass dabei die Atemwege durch Staubpartikel gereizt werden.